专利名称：紫外光图像传感器及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体集成电路制造器件，尤其涉及一种紫外光图像传感器；此 外，本发明还涉及上述紫外光图像传感器的制作方法。
背景技术：
紫外线图像传感是一种广泛应用于医学，生物学，国防和公共安全的技术。目前常 用的图像传感器有以下几种 1.在图像传感器上方加入对紫外光感光磷光物质，再利用磷光物质发出的可见光 探测紫外光。但由于磷光物质发光时光线是向四周发散的，仅仅只有向下的部分是有效的， 这样会降低探测的效率。同时磷光物质对光线的响应有延迟，所以动态性能不理想。
2.利用氮化镓等材料制作的紫外光图像传感器有着优良的性能，但是制作成本相 对硅衬底要高很多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种紫外光图像传感器，其能有效探测紫外光，
且结构简单，制作成本低。为此，本发明还提供上述紫外光图像传感器的制作方法。 为解决上述技术问题，本发明提供一种紫外光图像传感器，包括硅衬底、位于硅衬
底上的电路和感光元件、用于连接感光元件的金属层、用于金属互连线隔离的绝缘介质层、
用于电路保护和绝缘的钝化层，在一个像素内相邻的两个传感器中的一个传感器上方设有
氮化硅层以形成紫外光滤镜。 所述的氮化硅层位于该图像传感器的钝化层上。
所述的氮化硅层的厚度大于1000埃。
所述的图像传感器电路包括差分电路。 所述有紫外光滤镜的图像传感器信号等于可见光信号，没有紫外光滤镜的图像传 感器信号等于紫外光和可见光信号之和；所述的图像传感器信号通过差分电路得到紫外光 信号。 本发明还提供一种紫外光图像传感器的制作方法，包括以下步骤(l)在硅衬底
上制作图像传感器电路和感光元件；(2)在硅片表面淀积氮化硅层；(3)利用光刻保护住紫
外光吸收单元上方的氮化硅层；(4)去除紫外光吸收单元以外的氮化硅层。 步骤(4)采用等离子体刻蚀工艺将紫外光吸收单元以外的氮化硅层完全去除。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果本发明利用集成电路制造工艺中不
同材质对紫外线有不同的吸收系数来区别紫外线信号以制作紫外光图像传感器。本发明的
紫外光图像传感器能有效探测紫外光，且结构简单，制作成本低。
图1是本发明紫外光图像传感器的结构示意 图2是本发明紫外光图像传感器的信号处理原理示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。 本发明利用集成电路制造工艺中不同材质对紫外线有不同的吸收系数来区别紫 外线信号以制作紫外光图像传感器。在集成电路制造工业中，氮化硅和二氧化硅都是常用 的材质。氮化硅对于紫外光有很高的吸收系数(如10000埃的氮化硅对紫外光的吸收率为 99% )，而二氧化硅对紫外光的吸收系数就要小得多(如10000埃的二氧化硅对紫外光的吸 收率小于1%)。而目前硅衬底上的光学传感器对于可见光和紫外光都是能感光的。本发 明在光学传感器上利用氮化硅和二氧化硅对紫外线的吸收系数差异来制作紫外光滤镜。如 图l所示，在传感器结构上(传感器结构包括硅衬底、位于硅衬底上的电路和感光元件、用 于器件与器件连接的金属层1和金属层2、用于金属互连线隔离的绝缘介质层1和绝缘介 质层2、用于电路保护和绝缘的钝化层)，对一个像素内相邻的两个传感器中一个添加氮化 硅层(在传感器的上方，即在传感器的钝化层上添加氮化硅层)以形成用于紫外光过滤的 紫外光滤镜。这样在这一像素内有紫外光滤镜的图像传感器信号等于可见光信号，而没有 紫外光滤镜的图像传感器信号等于紫外光和可见光信号之和。再利用一个差分电路，将未 经过紫外光滤镜的信号和经过紫外光滤镜的信号相减，从而就可以得到紫外光信号(如图 2所示)。同时这种图像传感器也可得到黑白的可见光图像。
本发明紫外光图像传感器的制作方法，包括以下步骤
(1)在硅衬底上制作图像传感器电路(包括差分电路)和感光元件。
(2)在硅片表面淀积氮化硅层，该氮化硅层厚度大于1000埃。50%以上的紫外光 在穿过该氮化硅层时被吸收。
(3)利用光刻保护住紫外光吸收单元上方的氮化硅层。
(4)利用等离子体刻蚀工艺将紫外光吸收单元以外的氮化硅层完全去除。
权利要求
一种紫外光图像传感器，包括硅衬底、位于硅衬底上的图像传感器电路和感光元件、用于连接感光元件的金属层、用于金属互连线隔离的绝缘介质层、用于电路保护和绝缘的钝化层，其特征在于在一个像素内相邻的两个传感器中的一个传感器上方设有氮化硅层以形成紫外光滤镜。
2. 如权利要求1所述的紫外光图像传感器，其特征在于，所述的氮化硅层位于该图像 传感器的钝化层上。
3. 如权利要求1所述的紫外光图像传感器的制作方法，其特征在于，所述的图像传感 器电路包括差分电路。
4. 如权利要求1或2所述的紫外光图像传感器的制作方法，其特征在于，所述的氮化硅 层的厚度大于1000埃。
5. 如权利要求3所述的紫外光图像传感器，其特征在于，所述有紫外光滤镜的图像传 感器信号等于可见光信号，没有紫外光滤镜的图像传感器信号等于紫外光和可见光信号之 和；所述的图像传感器信号通过差分电路得到紫外光信号。
6. —种紫外光图像传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤(l)在硅衬底上制 作图像传感器电路和感光元件；(2)在硅片表面淀积氮化硅层；(3)利用光刻保护住紫外光 吸收单元上方的氮化硅层；(4)去除紫外光吸收单元以外的氮化硅层。
7. 如权利要求6所述的紫外光图像传感器的制作方法，其特征在于，步骤(4)采用等离 子体刻蚀工艺将紫外光吸收单元以外的氮化硅层完全去除。
全文摘要
本发明公开了一种紫外光图像传感器，包括硅衬底、位于硅衬底上的电路和感光元件、用于连接感光元件的金属层、用于金属互连线隔离的绝缘介质层、用于电路保护和绝缘的钝化层，在一个像素内相邻的两个传感器中的一个传感器上方设有氮化硅层以形成紫外滤镜。本发明在光学传感器上利用氮化硅和二氧化硅对紫外线的吸收系数差异来制作紫外光滤镜。本发明的紫外图像传感器能有效探测紫外光，且结构简单，制作成本低。
文档编号H01L27/146GK101740586SQ20081004393
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月13日 优先权日2008年11月13日
发明者熊涛, 罗啸, 陈华伦, 陈瑜, 陈雄斌 申请人:上海华虹Nec电子有限公司